間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療炎癥性腸病的作用及機(jī)理研究＊

吳麗麗 周雪媛 周麗萍

（浙江中醫(yī)藥大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310053）

炎癥性腸?。↖nflammatory bowel disease，IBD）是一組慢性腸道炎癥性疾病，具有反復(fù)發(fā)作的危害性。根據(jù)臨床表現(xiàn)和組織病理學(xué)特點分類潰瘍性結(jié)腸炎（Ulcerative colitis，UC）和克羅恩?。–rohn’s disease，CD）。IBD患者存在一定的死亡率，死亡的主要原因包括穿孔、消化道出血、膿毒血癥。病程漫長的結(jié)腸炎患者發(fā)生結(jié)腸癌的概率較正常人增高10倍以上。肛瘺是CD最常見并發(fā)癥之一，相關(guān)的疼痛、瘺管排泄、膿腫形成等嚴(yán)重影響了患者生活質(zhì)量。研究報道，其發(fā)病主要與機(jī)體自身免疫失調(diào)有關(guān)，并無非常明確的發(fā)病原因。目前，治療IBD大多還著眼于傳統(tǒng)方法，集中在控制炎癥活動和調(diào)節(jié)患者免疫紊亂兩個方面。

間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）具有歸巢、促進(jìn)組織修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)功能。其在多種疾病如急性心肌梗死、系統(tǒng)性紅斑狼瘡中具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)作用已得到證實。MSCs移植治療IBD有獨特的優(yōu)勢，受到了國內(nèi)外學(xué)者越來越多的關(guān)注。本文就間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)能力及其在治療炎癥性腸病的作用和機(jī)理做一綜述。

1 MSCs的免疫調(diào)節(jié)能力

在諸多類的干細(xì)胞中，MSCs除了具有多向分化的潛能外，還具有低免疫原性和獨特的免疫調(diào)節(jié)能力。這種免疫調(diào)節(jié)能力不僅在調(diào)節(jié)外周免疫耐受、移植耐受、自身免疫、腫瘤逃避中發(fā)揮作用，且該作用在母胎內(nèi)就可發(fā)生。已有研究證實，MSCs不能被同種異體反應(yīng)性T細(xì)胞所識別，也能逃脫CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）的識別機(jī)制。MSCs可低表達(dá)人類主要組織兼容性抗原MHC-Ⅰ類分子，不表達(dá)MHC-Ⅱ類分子和CD86、CD80、CD40等免疫共刺激分子。由于MSCs不表達(dá)第二信號分子，效應(yīng)性T細(xì)胞的活化過程因沒有MHC-Ⅱ或共刺激分子作為第二信號參與而不能被活化，使得 MSCs產(chǎn)生免疫耐受性。

MSCs具有很強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)能力。當(dāng)體內(nèi)產(chǎn)生炎癥損傷時，MSCs對炎癥部位具有固有的趨向性，參與損傷組織修復(fù)和免疫炎癥調(diào)節(jié)。據(jù)文獻(xiàn)報道，MSCs發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用主要是通過分泌具有免疫抑制功能的可溶性細(xì)胞因子。

2 MSCs在IBD治療中的應(yīng)用

IBD是一類慢性自身免疫性疾病，目前認(rèn)為環(huán)境因素作用于遺傳基因易感者，引起腸道系統(tǒng)發(fā)生異常，過度發(fā)生免疫反應(yīng)。迄今為止，臨床治療藥物如糖皮質(zhì)激素、氨基水楊酸制劑、免疫抑制劑、生物制劑和抗腫瘤壞死因子等，均不能起到很好的療效。近年發(fā)現(xiàn)，IBD的死亡率患病率增加迅速。一系列相關(guān)臨床實驗表明，MSCs具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)作用，幫助機(jī)體調(diào)節(jié)紊亂的免疫系統(tǒng)，為IBD的臨床治療帶來了新希望。IBD包含兩種臨床疾病形式——UC和CD。

2.1 MSCs對UC的治療作用

UC病期遷延難愈且易于反復(fù)發(fā)作，病變特點是結(jié)腸黏膜的彌漫性損害，治愈UC的關(guān)鍵在于修復(fù)和重建結(jié)腸黏膜。結(jié)腸粘膜靠結(jié)腸黏膜干細(xì)胞維持生理更新，但其數(shù)量較少。研究發(fā)現(xiàn)，通過體外注射骨髓MSCs可以達(dá)到對損傷的結(jié)腸黏膜的修復(fù)與重建作用，達(dá)到治療目的。干細(xì)胞移植試用于UC患者的治療，為其治療帶來了新的契機(jī)。

2.2 MSCs對CD的治療作用

CD是一種病因未明確的多基因遺傳腸道炎性疾病，瘺管是最主要的腸道并發(fā)癥之一，治療CD肛瘺成為新的挑戰(zhàn)。MSCs對目前藥物及外科手術(shù)治療失敗的CD肛瘺患者具有積極的治療作用。有研究實驗對CD合并瘺管患者進(jìn)行異體脂肪MSCs移植治療，瘺管愈合率為30%，所有患者瘺管流液癥狀均得到改善[11]。

治療CD肛瘺的MSCs多來源于骨髓和脂肪，異體與自體都有明顯的療效。有研究進(jìn)行臨床Ⅰ期試驗，追蹤并發(fā)瘺管的CD患者在接受脂肪來源的MSCs局部注射治療2-3年內(nèi)的肛瘺愈合情況，結(jié)果MSCs促進(jìn)大部分肛周瘺管愈合，并未出現(xiàn)不良反應(yīng)，表明MSCs治療CD的前景較好。Dave等進(jìn)行的一項meta分析結(jié)果顯示，MSCs治療CD肛瘺的療效佳，CD肛瘺患者愈合率較高，僅輕度不良事件，如發(fā)熱、腹瀉等，無需患者入院治療。

3 MSCs在治療IBD中的機(jī)制

MSCs治療炎癥性腸病主要通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞的增殖或減少、分泌細(xì)胞因子種類、定向分化為某些類型的細(xì)胞來起治療作用。

3.1 MSCs對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

MSCs既可調(diào)節(jié)非抗原特異性也可調(diào)節(jié)選擇性免疫，且MSCs同種異體T細(xì)胞共培養(yǎng)不能引起T細(xì)胞的增殖反應(yīng)，也不影響T細(xì)胞的活化；而是對細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)進(jìn)行抑制，使T細(xì)胞處于間期從而減少其克隆擴(kuò)增。目前研究認(rèn)為，T細(xì)胞是IBD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮關(guān)鍵作用的效應(yīng)細(xì)胞，異常T細(xì)胞與腸道菌群的抗原成分發(fā)生反應(yīng)，造成腸道黏膜免疫功能失調(diào)，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）可抑制針對非致病抗原發(fā)生的免疫反應(yīng)。IBD患者體內(nèi)Treg數(shù)量減少免疫功能受損，腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)依賴于Treg與效應(yīng)T細(xì)胞（Th1、Th2和Th17型淋巴細(xì)胞）的平衡來維持，MSCs治療IBD的機(jī)制主要是通過調(diào)節(jié)Treg生成來完成。

MSCs通過對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)治療CD中，一方面，抗原呈遞細(xì)胞，如樹突狀細(xì)胞（dendritic cells，DCs）通過T淋巴細(xì)胞的生成和極化參與了CD肛瘺的發(fā)病過程。發(fā)病過程中DCs產(chǎn)生T淋巴細(xì)胞應(yīng)答，Treg比例降低。另一方面CD肛瘺的發(fā)病機(jī)制還涉及Th1、Th17型淋巴細(xì)胞與Treg分化比例失衡有關(guān)，MSCs抑制Th1、Th17型細(xì)胞分泌促炎性細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子-α、γ干擾素（IFN-γ）、IL-6、IL-12、 IL-17、IL-23等，促進(jìn)具有免疫作用的Treg的生成。

在潰瘍性腸黏膜中，以調(diào)控相關(guān)因子表達(dá)為主。張夏夢等發(fā)現(xiàn)，MSCs能在UC大鼠結(jié)腸組織中定植，并通過下調(diào)結(jié)腸組織中TNF-α、IL-1β等炎癥因子的表達(dá)水平，同時，上調(diào)bFGF基因的表達(dá)水平，從而負(fù)調(diào)控大鼠結(jié)腸組織中的炎癥反應(yīng)，進(jìn)而將損傷的結(jié)腸黏膜修復(fù)。MSCs治療UC的機(jī)制也可能是上調(diào)了受損結(jié)腸組織中的CD34， IL-10， IL-4， NF-kB，Treg細(xì)胞; 下調(diào)了結(jié)腸組織中的IL-10，Th17細(xì)胞。

3.2 MSCs對非免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

MSCs在炎癥細(xì)胞因子的刺激下對黏膜損傷部位有趨向性，分化為其他細(xì)胞，同時調(diào)節(jié)細(xì)胞功能來促進(jìn)腸道修復(fù)。

UC患者腸上皮細(xì)胞不能對抗炎性反應(yīng)，導(dǎo)致免疫炎性反應(yīng)紊亂。經(jīng)MSCs移植后，可根據(jù)腸黏膜損傷深淺，分化為上皮細(xì)胞或調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的增殖遷移從而修復(fù)上皮組織。有研究發(fā)現(xiàn)，同種異體MSCs經(jīng)誘導(dǎo)分化為結(jié)腸組織黏膜上皮細(xì)胞，在抑制NF-κ B表達(dá)、促進(jìn)IL-4表達(dá)的基礎(chǔ)上，促進(jìn)修復(fù)UC大鼠黏膜上皮組織。

此外，MSCs還可分化為內(nèi)皮細(xì)胞或血管周細(xì)胞。通過體外血管生成實驗，發(fā)現(xiàn)MSCs可體外定向分化為內(nèi)皮樣細(xì)胞。新的血管生成，促進(jìn)血液循環(huán)，有利于腸道損傷組織的修復(fù)和保護(hù)局部未受損MSCs。

4 展望

MSCs治療IBD有較好的應(yīng)用前景。目前，已有一部分臨床試驗證實了MSCs對治療IBD有安全性較高的治療作用，顯示了MSCs在治療IBD中的應(yīng)用前景。MSCs在臨床研究上還存在未解決問題，如MSCs最佳移植數(shù)量，治療時間間隔，不同類型MSCs治療差異，術(shù)后患者的復(fù)發(fā)狀況都需要更多的試驗來明確。相信近一步對機(jī)制的研究和明確，MSCs將在IBD的治療中發(fā)揮重大作用。